线性电动机及其操作方法技术

本发明专利技术提供线性电动机及其操作方法。本发明专利技术涉及线性电动机，所述线性电动机具有定子和相对于所述定子可轴向运动的转子，其中，所述转子由沿其纵向轴线具有第一周期长度的周期性的转子磁场永久激励，其中，所述线性电动机包括位置检测装置，所述位置检测装置被设计成检测所述转子相对于所述定子的位置，其中，所述位置检测装置至少包括第一磁场传感器和第二磁场传感器，其中，所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器沿着所述转子的纵向轴线以第一距离彼此间隔开地布置在所述定子上，其中，所述第一距离至少约为所述第一周期长度的六分之一的奇数倍。

Linear motor and its operation method

【技术实现步骤摘要】
线性电动机及其操作方法
本专利技术涉及一种线性电动机(linearmotor)，其具有定子和相对于定子可轴向运动的转子，其中所述转子由沿其纵向轴线具有第一周期长度的周期性的转子磁场永久激励，其中所述线性电动机具有位置检测装置，该位置检测装置被设计成检测转子相对于定子的位置。本专利技术还涉及一种用于操作这样的线性电动机的方法。
技术介绍
具有由永磁体激励的转子的常规线性电动机通常具有沿着转子的纵向轴线布置的多个永磁体，如果需要的话，在它们之间布置有间隔件以在相邻的永磁体之间产生可预先确定的距离。依据永磁体彼此间的距离和磁化，可能发生的是，借助于磁场传感器可检测的并且表征转子的位置的信号具有非线性失真。特别是当转子中的磁体布置是针对最大的可能功率密度而优化、而不是针对例如磁场传感器的尽可能正弦形的传感器信号而优化时，就会出现这种情况。非线性失真限制了用于确定转子位置的精度。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是：以减轻或甚至避免先前提到的缺点的方式来改进前述类型的线性电动机和用于线性电动机的操作方法。对于前述类型的线性电动机，该目的通过以下方式来实现：位置检测装置具有至少一个第一磁场传感器和第二磁场传感器，其中所述第一磁场传感器和所述第二磁场传感器沿着转子的纵向轴线以第一距离彼此间隔开地布置在定子上，其中所述第一距离至少约为第一周期长度的六分之一的奇数倍。这能够精确地确定转子的位置，其中尤其是可以有效地补偿前述的非线性失真。根据申请人进行的测试，所提出的第一距离尤其可以补偿三次谐波干扰效应。例如为周期性转子磁场的周期长度的六分之一的第一距离与三次谐波的180°的相移相对应，从而可以通过考虑第一和第二磁场传感器的输出信号来补偿该180°的相移。在一些实施例中，例如，所述第一周期长度是约1cm到约15cm。在优选实施例中，所述第一距离至少约为第一周期长度的六分之一(这意味着相对于所述周期长度的最大约百分之20的偏差是可允许的)。在其他优选实施例中，所述第一距离优选准确地为第一周期长度的六分之一(这意味着相对于周期长度的最大约百分之5的偏差是可允许的)。在其他实施例中，所述第一距离还可以是第一周期长度的不同奇数倍，例如六分之五(5/6)或六分之七(7/6)等，而不是第一周期长度的六分之一(1/6)。在另外的实施例中，至少设置第三磁场传感器，其中所述第一磁场传感器和第三磁场传感器沿着转子的纵向轴线以第二距离彼此间隔开地布置在定子上，其中所述第二距离至少是第一周期长度的四分之一的某一奇数倍。这允许更加准确地确定转子的位置。优选地，所述第二距离尽可能地接近第一周期长度的四分之一的奇数倍，例如相对于第一周期长度具有约百分之5的最大偏差。在其他实施例中，所述位置检测装置具有多组磁场传感器。在其他实施例中，所述多组磁场传感器优选地以沿着转子环周方向均匀分布的方式来布置。其他实施例设置三组磁场传感器，其中所述三组磁场传感器分别以约120度的角度而彼此间隔开。在其他实施例中，所述三组中的每组具有至少一个第一磁场传感器和第二磁场传感器，其中第一磁场传感器和第二磁场传感器沿着转子的纵向轴线以第一距离间彼此隔开地布置在定子上，其中所述第一距离是第一周期长度的六分之一的至少某一奇数倍，其中特别地所述第一距离是第一周期长度的六分之一。在其他实施例中，所述多组中的每组被布置在相对于定子的相同纵向坐标上。在其他实施例中，所述位置检测装置被设计成：根据所述第一磁场传感器的输出信号并且根据所述第二磁场传感器的输出信号来形成表征转子的位置的位置信号。在其他实施例中，所述位置检测装置被设计成将所述第一磁场传感器的输出信号和所述第二磁场传感器的输出信号组合到一起，特别是相加在一起。在其他实施例中，所述磁场传感器中的至少一个是霍尔传感器。在其他实施例中，所述线性电动机被设计成使用串行数据传输协议来将表征转子的位置的位置信号或所述位置信号输出到外部单元。另外的实施例涉及一种操作线性电动机的方法，所述线性电动机具有定子和相对于该定子可轴向运动的转子，其中所述转子由沿其纵向轴线具有第一周期长度的周期性的转子磁场永久激励，其中所述线性电动机具有位置检测装置，所述位置检测装置被设计成检测转子相对于定子的位置，其中所述位置检测装置至少具有第一磁场传感器和第二磁场传感器，其中所述第一磁场场传感器和所述第二磁场传感器沿着转子的纵向轴线以第一距离彼此间隔开地布置在定子上，其中所述第一距离至少约为第一周期长度的六分之一的奇数倍，其中所述位置检测装置根据所述第一磁场传感器的输出信号并且根据所述第二磁场传感器的输出信号来形成表征所述转子的位置的位置信号。其他实施例规定：所述位置检测装置将所述第一磁场传感器的输出信号和所述第二磁场传感器的输出信号组合在一起，特别是相加在一起。要理解，根据实施例的原理也可以被应用于下面这样的线性电动机，其转子不是如上所述由永磁体激励，而是具有例如电流可以通过其的转子绕组。在这种情况下，可以例如在定子中提供永磁体。附图说明从对本专利技术的在附图中描绘的实施例的以下描述中得出本专利技术的附加特征、应用可能性和优点。所有描述或描绘的特征通过它们自身或以任何组合来由此形成本专利技术的主题，而不管它们在权利要求中的组合或它们的参考，并且与它们在说明书或附图中的措辞或表示无关。在图中：图1以局部横截面示意性地描绘了根据第一实施例的线性电动机的侧视图；图2示意性地描绘了根据一个实施例的用于线性电动机的转子；图3示意性地描绘了根据其他实施例的线性电动机的操作变量；图4示意性地描绘了根据其他实施例的位置检测装置的磁传感器；图5示意性地描绘了根据其他实施例的位置检测装置；图6A示意性地描绘了根据另外的实施例的用于线性电动机的转子的侧视图；图6B示意性地描绘了根据图6A的转子的前视图；图7示意性地描绘了根据本专利技术的操作方法的实施例的简化流程图；以及图8示意性地描绘了根据实施例的信号的组合。具体实施方式图1以局部横截面示意性地描绘了根据第一实施例的线性电动机100的侧视图。线性电动机100具有基本上中空的圆柱形定子110和同轴地布置在定子110内部的转子120。转子120可以相对于定子110轴向运动，这由图1中的双箭头a1来表示。转子120的纵向轴线在图1中用附图标记122来标记。在目前情况下，定子110具有一个或多个绕线组112，其包括可以以本身已知的方式使电流流过它们的磁绕组，以便与(目前由永磁体激励的)转子120进行磁相互作用，并且在图1中的水平运动a1的意义之内对它进行驱动。为了清楚起见，目前没有示出一个或多个绕线组112的电连接或细节。在目前情况下，转子120具有沿其纵向轴线122(换句话说，沿图1中的水平线)的周期性转子磁场，其具有第一周期长度。通常，第一周期长度(在英语中也称为“polepitch(极距)”)小于转子120的总长度，因此转子120的总长度与第一周期长度的倍数(不一定是整数倍)相对应。此外，线性电动机100具有位置检测装置130，其被设计成检测转子120相对于定子110的位置。位置信息可以被用于例如确定转子120从定子110伸出了多远，和/或控制线性电动机100的运行。根据本专利技术，提供了位置检测装置130，该位置检测装置130至少具有第一磁场传感器S1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性电动机(100)，所述线性电动机(100)具有定子(110)和相对于所述定子(110)可轴向运动的转子(120)，其中，所述转子(120)由沿其纵向轴线(122)具有第一周期长度(PP)的周期性的转子磁场永久激励，其中，所述线性电动机(100)包括位置检测装置(130、130a、130b、130c)，所述位置检测装置(130、130a、130b、130c)被设计成检测所述转子(120)相对于所述定子(110)的位置，其中，所述位置检测装置(130、130a、130b、130c)至少包括第一磁场传感器(S1)和第二磁场传感器(S2)，其中，所述第一磁场传感器(S1)和所述第二磁场传感器(S2)沿着所述转子(120)的纵向轴线(122)以第一距离(d1)彼此间隔开地布置在所述定子(110)上，其中，所述第一距离(d1)至少约为所述第一周期长度(PP)的六分之一的奇数倍。

【技术特征摘要】
2018.03.06 DE 102018105118.21.一种线性电动机(100)，所述线性电动机(100)具有定子(110)和相对于所述定子(110)可轴向运动的转子(120)，其中，所述转子(120)由沿其纵向轴线(122)具有第一周期长度(PP)的周期性的转子磁场永久激励，其中，所述线性电动机(100)包括位置检测装置(130、130a、130b、130c)，所述位置检测装置(130、130a、130b、130c)被设计成检测所述转子(120)相对于所述定子(110)的位置，其中，所述位置检测装置(130、130a、130b、130c)至少包括第一磁场传感器(S1)和第二磁场传感器(S2)，其中，所述第一磁场传感器(S1)和所述第二磁场传感器(S2)沿着所述转子(120)的纵向轴线(122)以第一距离(d1)彼此间隔开地布置在所述定子(110)上，其中，所述第一距离(d1)至少约为所述第一周期长度(PP)的六分之一的奇数倍。2.根据权利要求1所述的线性电动机(100)，其中，所述第一距离(d1)至少约为、优选准确地为所述第一周期长度(PP)的六分之一。3.根据前述权利要求中的至少一项所述的线性电动机(100)，其中，至少设置第三磁场传感器(S3)，其中，所述第一磁场传感器(S1)和所述第三磁场传感器(S3)沿着所述转子(120)的所述纵向轴线(122)以第二距离(d2)彼此间隔开地布置在所述定子(110)上，其中，所述第二距离(d2)至少约为所述第一周期长度(PP)的四分之一的奇数倍。4.根据前述权利要求中的至少一项所述的线性电动机(100)，其中，所述位置检测装置(130)包括多组磁场传感器(G1、G2、G3)。5.根据权利要求4所述的线性电动机(100)，其中，所述多组磁场传感器(G1、G2、G3)优选地被布置成沿着所述转子(120b)的环周方向均匀地分布。6.根据权利要求5所述的线性电动机(100)，其中，设置有三组磁场传感器(G1、G2、G3)，其中，所述三组磁场传感器(G1、G2、G3)分别以约120度彼此间隔开。7.根据权利要求6所述的线性电动机(100)，其中，所述三组(G1、G2、G3)中的每组至少包括第一磁场传感器(S1)和第二磁场传感器(S2)，其中，所述第一磁场传感器(S1)和所述第二磁场传感器(S2)沿着所述转子(120b)的纵向轴线以第一距离(d1)间隔开地布置在所述定子(110)上，其中，所述第一距离(d1)至少约为所述第一周期长度(PP)的六分之一的奇数倍，其中，特别地所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚当盖伊·圣克莱尔·布莱利，
申请(专利权)人：德恩科电机有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE